SPI接口的出錯分析及其改進
圖5偏移錯誤
在一個數據的傳輸過程中,SPR是不允許改變的,即SCK是均勻的,而從圖5可以看出,從器件接收到的8個SCK并不均勻,它們是分別屬于兩個數據的,因此可以計算SCK的占空時間來判斷是否發生了偏移錯誤。經分析,正常時候SCK=1時的時鐘周期數n的取值滿足如下關系:
但由于主從時鐘之間是異步的,并且經過了取整,所以正常時候SCK=1時的時鐘周期計數值COUNT應滿足:
比如在圖5中,COUNT的最大值COUNT(max)=2或者1,都可認為是正常的。但當出現COUNT(max)=8時,可以判定出現了偏移錯誤。在實際設計中,先記錄下第一個COUNT(max)的值,如果后面又出現與記錄值相差1以上的COUNT(max)出現,可知有偏移錯誤OFST
發生。SPI接口在“不均勻”的地方令SPIF=1,然后準備等待下一個數據的第一個SCK。其中COUNT的位數固定為8位,為了避免溢出時重新從00H開始計數,當計數達到ffH時停止計數。
5、其他錯誤
設定不當,或者受到外界干擾,數據傳輸難免會發生錯誤,或者有時軟件對錯誤的種類判斷不清,必須要有一種方法強制SPI接口從錯誤狀態中恢復過來。在SPI不工作,即SPEN=0的時候,清除SPI模塊內部幾乎所有的狀態(專用寄存器除外)。如果軟件在接收數據的時候,能夠發現數據有錯誤,無論是什么錯誤,都可以強制停止SPI的工作,重新進行數據傳輸。例如,在偏移錯誤(OFST)中,如果SPR2、SPR1和SPR0的設置適當,也可以使SCK顯得比較“均勻”。SPI接口硬件本身不可能檢測到有錯誤,若用戶軟件能夠發現錯誤,這時就可以強制停止SPI的傳輸工作,這樣就可以避免錯誤一直持續下去。
結語
本文對SPI接口之間數據傳輸中各種出錯情況進行分析,并對SPI接口處理錯誤的能力進行增強。對一些傳輸錯誤,SPI接口可以檢測出來,通過對各種錯誤狀態寄存器進行置位,并做相應的處理解決。但是有些錯誤由硬件本身造成,是檢測不到的。因此,在應用中,如果對數據的正確性要求較高,除了要在軟件上滿足SPI接口的時序要求外,還需要在軟件上作適當的處理。
參考文獻
1 ATMEL 8bit Flash Microcontroller with 2wire Interface
2 高谷剛,羅春. 可復用SPI模塊IP核的設計與驗證. 單片機與嵌入式系統應用, 2004(11)
3 李剛. ADμC8XX系列單片機原理與應用技術. 北京:北京航空航天大學出版社,2002
評論